[发明专利]模-数转换器

说明书

技术领域

本说明书大体上涉及电路。

背景技术

模-数转换器(ADC)将模拟输入信号转换成数字值。一些常见的ADC包含快闪ADC、逐次逼近ADC和管线ADC。在一些ADC系统中，模拟输入信号在被转换成数字值之前由可编程增益放大器(PGA)放大。PGA增加了那些ADC系统的大小。此外，PGA增加了那些ADC系统中的功率消耗。

发明内容

ADC可以放大器配置或转换器配置操作。在放大器配置中，ADC在至少一个时钟周期期间接收输入电压并使所述输入电压缩放一因子。在转换器配置中，ADC使用经缩放的输入电压来确定对应于所述输入电压的数字值。

本说明书中所描述的标的物的特定实施例可经实施以实现以下优点中的一者或一者以上：(i)ADC系统可在无PGA的情况下实施，从而节约面积并减少功率消耗；(ii)ADC可以放大器配置操作且放大输入信号；以及(iii)ADC可以转换器配置操作以将模拟输入信号转换为数字值。放大有用于例如使输入信号的信噪比升高，或使模拟输入信号升高使得其更接近于参考电压，从而允许使用ADC的全范围。

附图和下文的描述中陈述本说明书中所描述的标的物的一个或一个以上实施例的细节。所述标的物的其它特征、方面和优点将从描述内容、图式和权利要求书变得明显。

附图说明

图1是实例ADC系统的概念性框图。

图2是实例管线式ADC系统的示意图。

图3说明图2的管线式ADC系统的时序和电压电平的图。

各个图中的相同参考符号指示相同元件。

具体实施方式

实例ADC概述

图1是实例模-数转换器(ADC)系统100的概念性框图。在一些实施方案中，ADC系统100可包含第一取样和保持(S/H)电路102、粗略ADC 104、数字电路106、数-模转换器108、组合电路110、放大器112和第二S/H电路114。

ADC系统100可独立，或其可为一系列级中的一个级。举例来说，ADC系统100可为管线ADC的一个级。管线ADC通常具有一系列由S/H电路分离的级。ADC管线中的第一级对模拟输入电压V_in的最近样本进行操作，而稍后的级对模拟残余电压V_res进行操作，如参看图2所述。在图1的实例配置中，模拟残余电压V_res被输入到第二S/H电路114，其可为ADC管线的第二级的输入。

在一些实施方案中，ADC系统100可使用(例如)开关118以放大器配置或转换器配置而配置。当ADC系统100处于转换器配置时，开关118将第一S/H电路102耦合到粗略ADC 104，且ADC系统100将模拟输入电压V_in的样本转换成可存储在(例如)数字电路106的寄存器/编码器122中的数字值。当ADC系统100处于放大器配置时，开关118将接地节点116耦合到粗略ADC 104(以旁路粗略ADC 104)，且放大器112使模拟输入电压V_in放大(例如，乘以因子二)。

在一些实施方案中，数字控制信号120指令DAC 108输出与输入到DAC 108的数字值无关的接地信号。在放大器配置中，ADC系统100经配置以使得组合电路110输出S/H电路102的所保持样本V_SH1，其由放大器112放大。

实例ADC结构

第一S/H电路102对模拟输入电压V_in进行取样，且提供电压样本V_SH1。在一些实施方案中，S/H电路102包含一个或一个以上电容器，其可经配置以保持所取样的电压V_SH1，使得其可被粗略ADC 104转换为数字值，如参看图2所述。

粗略ADC 104的分辨率可低于ADC系统100的分辨率，且因此产生与ADC系统100所产生的数字值相比包括较少的位或具有较小精度的数字值。举例来说，如果ADC系统100提供8位数字值，那么粗略ADC 104可提供2位数字值或分辨8位数字值中的1位。在一些实施方案中，粗略ADC 104为快闪ADC。在其它实施方案中，粗略ADC 104包含一个或一个以上比较器，其经配置以用于将输入电压与参考电压进行比较。在进一步实施方案中，粗略ADC 104为另一类型的ADC，例如逐次逼近ADC或管线ADC。